Внутрисосудистый катетер, содержащий армирующую микроленту
Изобретение относится к медицине и может быть использовано при проведении диагностических, в том числе впутрисосудистых, процедур. Предложен катетер, содержащий предварительно ориентированную в продольном направлении трубчатую подложку, армирующее средство, намотанное на подложку в виде оплетки или спирально, окружающее и находящееся в контакте с подложкой, и трубчатый покрывающий слой, окружающий и прижимающий армирующее средство к подложке, удерживая его тем самым намотанным на подложку. При этом армирующее средство представляет собой микроленту, имеющую ширину менее чем 0,5 мм и содержащую волоконный слой, имеющий соотношение геометрических размеров (ширина/высота) в поперечном сечении, составляющее от 2 до 20. Волокна скреплены посредством отверждаемой или затвердевающей смолы или воска, которые составляют 2-40% по весу микроленты. При этом волокна представляют собой арамид или высокомодульный полиэтилен, или полиэфирэфиркетон, или полиэстер-полиарилат. Изобретение обеспечивает возможность направления катетера при проведении внустрисосудистых процедур за счет создания хорошей передачи крутящего момента и надлежащей опорной структуры с минимизацией перегибов, что обусловлено жесткостью, сравнимой с металлическим армирующим средством при одновременной возможности сканирования пациента с введенным катетером вследствие обеспечения неактивности катетера по отношению к микроволнам при сканировании пациента с помощью магнитно-резонансной томографии. 5 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к внутрисосудистому катетеру, содержащему армирующее средство. Катетеры, содержащие армирующее средство, известны. Катетеры используют в медицинских диагностических процедурах посредством введения их в тело пациента. Для того чтобы была возможность введения катетера, катетер должен быть достаточно гибким, чтобы изгибаться в соответствии с проходами, но также достаточно жестким, чтобы обеспечивать передачу крутящего момента и надлежащую опорную структуру с целью минимизировать образование перегибов.
В US 4425919 было описано передающее крутящий момент катетерное устройство, включающее предварительно ориентированную в продольном направлении тонкостенную трубчатую подложку, окруженную тонкостенным армирующим средством, содержащим плоскую металлическую проволочную оплетку, намотанную на подложку. Металлические проволоки обеспечивают хорошую опору подложкам катетера, но из-за металла подобные катетеры нельзя использовать для рентгеновского исследования и сканирования пациента с помощью магнитно-резонансной томографии.
В EP 0517075 был раскрыт внутрисосудистый катетер, как например направляющий катетер с составной конструкцией, имеющий внутренний трубчатый элемент из плетеных полимерных пучков волокон, импрегнированных термоотверждающимся полиуретаном, и имеющий наружную оболочку или покрытие из термопластичного полиуретана, прикрепленное к плетеному трубчатому элементу. Данный катетер не содержит в себе какого-либо металлического армирующего материала и, вследствие этого, пригоден для рентгеновского исследования и сканирования с помощью магнитно-резонансной томографии. Однако было обнаружено, что армирующие полимерные пучки волокон не придают достаточной прочности катетеру, чтобы полностью предотвратить образование перегибов катетера при введении в артерию пациента.
Вследствие этого, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить направляющий катетер для использования при внутрисосудистых процедурах, как например чрескожная транслюминальная коронарная ангиопластика (PTCA), который обладает жесткостью, сравнимой с металлическим армирующим средством, для обеспечения хорошей передачи крутящего момента и надлежащей опорной структуры с целью минимизировать образование перегибов, но который тем не менее, является неактивным по отношению к микроволнам, чтобы обеспечить возможность сканирования пациента с введенным катетером с помощью магнитно-резонансной томографии.
С этой целью изобретение относится к внутрисосудистому катетеру, содержащему предварительно ориентированную в продольном направлении трубчатую подложку и армирующее средство, окружающее и находящееся в контакте с подложкой, причем армирующее средство намотано на подложку, и трубчатый покрывающий слой, окружающий армирующее средство, прижимает армирующее средство к подложке и удерживает армирующее средство намотанным на подложку, отличающемуся тем, что армирующее средство представляет собой микроленту, имеющую ширину менее чем 0,5 мм и содержащую волоконный слой, имеющий соотношение геометрических размеров (ширина/высота) в поперечном сечении, составляющее от 2 до 20, при этом волокна скрепляют посредством отверждаемой или затвердевающей смолы или воска, которые составляют от 2 до 40% по весу микроленты.
Введение катетера может вызвать травму стенкок проходов пациента. Для того чтобы минимизировать данную травму, армирующая микролента согласно настоящему изобретению из синтетических волокон с плоским поперечным сечением имеет небольшой наружный диаметр по всей длине, составляющий менее чем 0,5 мм, предпочтительно, менее чем 0,1 мм. Соотношение геометрических размеров (ширина/высота) в поперечном сечении, составляющее от 2 до 20, делает микроленту плоской. Предпочтительное соотношение геометрических размеров находится в пределах диапазона от 2 до 10.
Чрезвычайно гибкий катетер согласно данному изобретению, который изгибается в соответствии с проходами, минимизирует травмы. С другой стороны, катетер должен быть достаточно жестким, чтобы обеспечивать надлежащую передачу крутящего момента. Без надлежащей передачи крутящего момента катетер нельзя точно поворачивать в требуемом органе тела. Кроме того, слабая передача крутящего момента является причиной изгибания, скручивания и хлыстового повреждения, вызывающих травмы проходов и являющихся причиной боли и дискомфорта для пациента. Таким образом, раньше в медицинской сфере был компромисс между чрезвычайно гибким катетерным устройством, которым нельзя надлежащим образом осуществлять кручение, и жестким катетером, который создает недопустимое количество травм. Было обнаружено, что микроленты, изготовленные из высококачественных волокон, как например волокна из арамида, высокомодульного полиэтилена (HMPE), полиэфирэфиркетона (PEEK), или термотропных жидкокристаллических полимеров (TLCP), включая полиэстер-полиарилатные волокна, демонстрируют наилучшее соотношение между оптимальной передачей крутящего момента и устойчивостью к образованию перегибов.
Настоящее изобретение решает данную дилемму посредством предоставления тонкостенного армирующего средства, содержащего микроленту из плоского синтетического волокна. Микролента может быть заплетена или закручена поверх предварительно ориентированной в продольном направлении подложки, которая надлежащим образом поддерживает армирующее средство. Оплетка или спираль удерживается на месте с помощью окружающего покрывающего слоя. С использованием подобной структуры настоящее изобретение имеет необычайно хорошие характеристики передачи крутящего момента, сохраняя в то же время исключительную гибкость и устойчивость к образованию перегибов. По причине того, что настоящее изобретение включает предварительно ориентированную подложку, возможны необычайно тонкие стенки. Это обеспечивает возможность минимизировать наружный диаметр по всей длине, делая в то же время внутренний диаметр максимальным. В одном примере это обеспечивает возможность движения соответствующей диагностической текучей среды через подложку, обеспечивая тем самым возможность правильного фотографирования необходимого прохода аппаратом для рентгеноскопии или получения изображений методом ядерно-магнитного резонанса и т.п.
Примерами арамида являются полипарафенилен терефталамида (PPTA), который доступен в продаже, как Twaron® и Kevlar® и сополи-(парафенилен/3,4'-оксидифенилен терефталамида, который доступен в продаже, как Technora®. Также сополимеры PPTA, например, изготовленные из мономеров PPD, включая CI-PPD, MeO-PPD, DAPBI и т.п., подходят в качестве арамидных волокон. Также подходят другие жесткие стержневые полимеры, как например PBO, который доступен в продаже, как Zylon®, и PIPD, который так же известен, как M5.
Примерами HMPE являются высокомодульные полиэтилены, доступные под такими торговыми названиями, как например Dyneema®, Marlex®, Plexar®, Dowlex®, Ethylux®, Halene®, Hiplex®, Hostalen®, Spectra® и т.п.
Примерами PEEK являются полиэфирэфиркетоны, которые доступны под торговыми названиями Victrex®, Gatone®, Ketron®, Ketaspire® и т.п.
Пример полиэстер-полиарилата известен под торговым названием Vectran®. Используемые подложка и покрывающий слой представляют собой подложки и покрывающие слои, которые обычно используют в катетерах. Например, предпочтительные подложки и покрывающие слои могут быть изготовлены из полимерных материалов, как например полиэтилен, полиамид, полиимид, политетрафторэтилен (PTFE), и полиуретан, но не ограничиваясь ими.
Микроленты согласно изобретению содержат волокна, скрепляемые посредством отверждаемой или затвердевающей смолы, в которой соотношение ширины к высоте микроленты составляет от 2 до 20, предпочтительно от 2 до 10.
Микроленты могут быть получены, как описано в находящейся на одновременном рассмотрении патентной заявке EP 07023191.5. Таким образом, гибкую волокнистую микроленту, имеющую в своем составе от 60 до 98% по весу волокна, в расчете на массу микроленты, изготавливают из мультифиламентной пряжи, в соответствии с данным способом, включающим этапы, на которых:
a1) растягивают волокна пряжи для получения волоконного слоя, имеющего соотношение геометрических размеров в поперечном сечении (ширина/высота), составляющее от 2 до 20; и
b1) обрабатывают растянутые волокна отверждающейся смолой, или жидкой термопластичной смолой или воском; или
a2) обрабатывают пряжу отверждающейся смолой, или жидкой термопластичной смолой или воском;
b2) растягивают волокна пряжи для получения волоконного слоя, имеющего соотношение геометрических размеров в поперечном сечении (ширина/высота), составляющее от 2 до 20; затем
c) скрепляют волокна посредством отверждения или затвердевания смолы для получения микроленты.
Важно, что нити после того как волокна подвергли растягиванию, как можно быстрее скрепляют для предотвращения спутывания волокон и вспушивания, и для сохранения их необходимых размерных свойств (таких как, ширина и высота). Этой цели достигают за счет использования других отверждающихся жидких термопластичных смол или жидкого воска, а после отверждения или затвердевания будут скреплять (фиксировать) волокна постоянно. Вследствие этого, важно, чтобы процесс отверждения или затвердевания выполнялся как можно быстрее. Большинство смол предыдущего уровня техники не подходят для подобного быстрого скрепления. Отверждающиеся смолы особенно предпочтительны, поскольку они могут быстро затвердевать, захватывая тем самым волокна для скрепления. В принципе, может быть использовано как тепловое, так и радиационное отверждение (как, например, УФ и отверждение в потоке электронов). Тепловое отверждение может предпочтительно быть выполнено с термоотверждающимися смолами (подходящие примеры включают среди других смол эпоксидные, смолы сложных виниловых эфиров, ненасыщенные сложноэфирные, полиуретановые, и фенольные). В подходящем способе растянутые волокна направляют через ванну, матрицу или подающее устройство, содержащие отверждающуюся смолу, а затем направляют в нагреваемые валки, канальную сушильную печь, нагревательную плиту или их комбинацию, на которых смола быстро отверждается, скрепляя тем самым волокна. В еще одном варианте осуществления, при использовании жидкой термопластичной смолы, растянутые волокна направляют через ванну, матрицу или подающее устройство, а затем направляют в охлаждаемые валки для получения быстрого затвердевания смолы. Если требуется, пряжу можно высушить, например, после выполнения этапа b1) или a2) процесса.
Даже более удобно, когда способную радиационно отверждаться смолу наносят на растянутые волокна. Подходящие способные радиационно отверждаться смолы представляют собой, например, смолы, содержащие аллиловую, виниловую, или (мета)акрилатную функциональную группу. Обработанные данными смолами волокна немедленно направляют в область облучения, как например область с УФ-лампой или в область потока электронов, причем в таких условиях смола мгновенно отверждается. Быстрое отверждение обеспечивает возможность высокой производительности процесса, что делает УФ-отверждение коммерчески привлекательным. Например, поточное нанесение и УФ-отверждение может рассматриваться в качестве этапа последующей обработки на линии центрифугирования с высокой скоростью до 700 м/мин.
В еще одном удобном способе пучок пряжи обрабатывают жидкой термопластичной смолой или воском. Жидкая термопластичная смола или воск представляет собой термопластичные смолы или воск, которые являются жидкими за счет нахождения за пределами своей точки плавления, или за счет растворения или эмульгирования в растворителе. Данные материалы затвердевают за счет понижения температуры ниже их точки плавления или за счет удаления растворителя, например, посредством выпаривания. Подходящими растворителями являются вода или общепринятые органические растворители, как например толуол, изогексадекан, этанол, ацетон, эфир и т.п. Более удобным является способ, в котором пучок пряжи обрабатывают низковязким водным раствором или дисперсией термопластичной смолы или воска. Низковязкая водная дисперсия быстро проникает в пучок пряжи и распространяет смолу или воск поверх волокна. Далее, водную фазу полностью или частично удаляют посредством бесконтактного нагревания, например, в канальной печи и пучок пряжи растягивают с использованием одного или более стержней. Немедленно после стержней, растянутую пряжу дополнительно нагревают для испарения остаточного количества воды и/или закрепления термопластичной смолы на поверхности горячего валка, такого как, например, горячий прядильный диск. Второй прядильный диск может быть использован для предоставления возможности легкого наматывания гибкой микроленты. В случае использования дисперсии расплавленного воска или термопластичной смолы, предпочтительно, чтобы после этапа стержневого растягивания пряжу направляли поверх холодного валка для скрепления волокон в микроленте.
Для получения гибкой микроленты с модулем максимального всестороннего сжатия важно наносить как можно более низкие количества смолы. Микроленты содержат, по меньшей мере, 60% по весу волокна, более предпочтительно, по меньшей мере, 70% по весу (в расчете на массу микроленты), а когда используют отверждающуюся в УФ смолу или воск, предпочтительно, по меньшей мере, 80% по весу составляет волокно. При использовании термопластичной смолы даже более высокие количества волокна являются удовлетворительными, а, предпочтительно, используют, по меньшей мере, 90% по весу волокна, т.е. менее чем 10% по весу смолы или воска. Прочность при растяжении и жесткость при сжатии данных волоконных микролент лучше чем у лент, содержащих стальную проволоку.
Далее изобретение проиллюстрировано с помощью следующих неограничивающих примеров.
Пример 1
Technora® HMY T 242 (61dtex/f(децитекс/ф)25) подвергают следующим обработкам. Пряжу, раскатывая, разматывают. Затем пряжу пропускают через устройство для гашения колебаний натяжения, вызванных разворачивающейся пряжей. После этого пряжу пропускают через контрольно-регулирующее устройство F1 натяжения пряжи, ненагреваемый прядильный диск 1, контрольно-регулирующее устройство F2 натяжения пряжи, пластину, контрольно-регулирующее устройство F3 натяжения пряжи, ненагреваемый прядильный диск 2 и контрольно-регулирующее устройство F4 натяжения пряжи. Нанесение тестируемых водных покрытий (см. таблицу 1) происходит после измерителя 4 натяжения и перед входом в первую трубчатую печь. Тестируемые водные покрытия наносят посредством керамического подающего устройства, снабжаемого насосом со стеклянным шприцем. После нагреваемой первой трубчатой печи (предназначенной для испарения растворителя) пропускают через ненагреваемый прядильный диск 2 и измеритель F5 натяжения пряжи. Далее обработанную пряжу (не нагретую) пропускают через трубчатую печь 2 и ненагреваемый прядильный диск 3. За счет применения сильного натяжения пряжи (контрольно-регулирующее устройство F6 натяжения) между не нагреваемым прядильным диском 4 и нагреваемым прядильным диском 5 пряже на горячем прядильном диске 5 придают форму ленты. После прохождения нагреваемого прядильного диска 5 обеспечивают возможность охлаждения пряжи (при натяжении (контрольно-регулирующее устройство F7)) перед наматыванием.
В таблицах 1 и 2, соответственно, приведены использованные покрытия и условия/характеристики процесса.
| Таблица 1 Используемые водные покрытия |
|||
| Наименование изделия | Компонент | Поставщик | Состав |
| Alberdingk Boley U400N | 1 | Alberdingk Boley | Полиэфирная полиуретановая дисперсия |
| Schlichte LB 100 | 6 | Eastman Chemical Company | Воднодиспергируемый полимер (сульфонированный полиэфир) |
| Таблица 2 | ||
| Эксперимент № | 1 | 2 |
| Скорость пряжи (м/мин) | 4 | 4 |
| Используемое покрытие | Компонент 1 в виде 20% по весу водной дисперсии | Компонент 6 в виде 20% по весу водного раствора |
| Содержание сухого вещества, подаваемого дозами на пряжу, в % по весу | 22 | 30 |
| Скорость нанесения (мл/мин) | 0,027 | 0,036 |
| Натяжения пряжи F1/F2/F3/F4/F5/F6/ F7 (cN) | 46/69/88/61/104/ 640/310 | 50/68/90/106/134/ 640/310 |
| Температура 1-й печи (3 секции) | 160°C/160°C/200°C | 160°C/160°C/200°C |
| Температура 2-й печи (3 секции) | -/-/- | -/-/- |
| Прядильные диски 1-4, температура (°С) | - | - |
| Витков на прядильных дисках 1-4 | 5 | 5 |
| Витков на нагреваемом прядильном диске 5 | 5 | 5 |
| Прядильный диск 5, температура (°C) | 170 | 170 |
| Натяжение при намотке (cN) | 260 | 260 |
| Полученная гибкая микролента: | ||
| Ширина (мм) | 0,1 | 0,15 |
| Высота (мм) | 0,036 | 0,024 |
| Соотношение ширина/высота | 2,8 | 6,3 |
| Содержание волокна микроленты в % по весу | 82 | 77 |
1. Катетер, содержащий предварительно ориентированную в продольном направлении трубчатую подложку, армирующее средство, окружающее и находящееся в контакте с подложкой, причем армирующее средство намотано на подложку, и трубчатый покрывающий слой, окружающий армирующее средство, прижимающий армирующее средство к подложке и удерживающий армирующее средство намотанным на подложку, отличающийся тем, что армирующее средство представляет собой микроленту, имеющую ширину менее чем 0,5 мм и содержащую волоконный слой, имеющий соотношение геометрических размеров (ширина/высота) в поперечном сечении, составляющее от 2 до 20, при этом волокна скреплены посредством отверждаемой или затвердевающей смолы или воска, которые составляют 2-40% по весу микроленты.
2. Катетер по п.1, при этом катетер представляет собой внутрисосудистый катетер.
3. Катетер по п.1 или 2, в котором микролента намотана на подложку в виде оплетки.
4. Катетер по п.1 или 2, в котором микролента спирально намотана на подложку.
5. Катетер по п.1 или 2, в котором микролента имеет ширину менее чем 0,1 мм.
6. Катетер по п.1 или 2, в котором волокна представляют собой арамид, высокомодульный полиэтилен, полиэфирэфиркетон или полиэстер-полиарилат.
